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涂料与改性纳米碳酸钙
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涂料与改性纳米碳酸钙
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涂料中存在的纳米碳酸钙应用问题
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如何解决纳米碳酸钙在涂料中的应用难题？
长期以来，碳酸钙粉体作为填充改性材料广泛应用于涂料等行业。一方面，能减少树脂用量，降低成本；另一方面，起到提高涂料遮盖力、耐水性、力学强度、触变性、光学性以及防沉降等作用，备受涂料生产企业关注。但是在生产涂料的过程中要用好碳酸钙并不是一件容易的事，以纳米碳酸钙为例。
未经处理的纳米碳酸钙，应用于有机介质中存在两个缺点。其一，因颗粒表面能高，处于热力学不稳定状态，粒子本身极易聚集成团，用常规分散方法很难使其粒子在应用介质中达到纳米级的粒度，从而影响了应用效果；其二，因其表面亲水疏油，很难与有机介质结合，均匀分布在有机介质中，不但未能实现其预定的功能。反而导致原有性能下降。所以，常常采用改性剂对纳米碳酸钙粒子进行表面改性，使其表面能降低，同时改善其表面亲油性。
以改性纳米碳酸钙在建筑涂料中应用为例，由于纳米碳酸钙存在“蓝移”现象，在乳胶漆中可以屏蔽紫外光，起到隔热的效果，提高涂料抗老化性能。将纳米碳酸钙应用到外墙涂料中，涂层展现强烈的“疏水性”，涂层的抗裂强度、耐污染性均得到增强。 除了建筑涂料，一般涂料配方中也都含有一定量的刚性颗粒，有的配方中含量还相当大，这些刚性粒子的存在会导致涂膜中应力过于集中，使树脂产生裂纹。纳米碳酸钙的引入，能使刚性粒子与树脂间产生更多的接触几率，产生更多的微裂纹并引起弹性形变，将更多的冲击能量转化为热能吸收掉，从而提高涂料韧性。
当然，纳米碳酸钙改性后再应用也会面临一些问题。目前采用钛酸酯、硅烷偶联剂、脂肪酸等作为改性剂，将其加到纳米碳酸钙水浆中进行表面包覆，使纳米碳酸钙通过常规分散手段即可达到良好分散效果，但并不是所有改性后的纳米碳酸钙都具备令人满意的效果，有些纳米碳酸钙应用后对涂料的力学强度、耐水性能起不到补强效果，这是什么原因？而有些研发人员用自己合成的多官能团聚合物处理纳米碳酸钙后，能明显改善涂层的力学强度、耐水性等，都是改性剂有哪些不同？
（1）纳米碳酸钙改性剂和改性工艺的选择 表面处理剂在成膜基料与无机粉体之间起连接作用，处理剂的性能直接影响涂料的性能。如利用硬脂酸、钛酸酯与有机硅偶联剂等处理的纳米碳酸钙应用于环氧涂料、热塑性丙烯酸涂料、苯丙乳胶涂料，涂料在加入纳米碳酸钙后性能多呈下降趋势,而有些研发人员用自己合成的多官能团聚合物处理纳米碳酸钙后，能明显改善涂层的力学强度、耐水性等。这说明不同的处理剂虽然能达到促进纳米碳酸钙分散的目的，但由于与基料的相互作用原理不同,进而对性能的影响不同,而小分子的表面处理剂具有迁移性,使之不利于涂料性能的改善。 （2）强化纳米CaCO3在涂料中的应用基础研究 纳米材料与成膜物、其他原材料的相互作用形式、纳米碳酸钙在涂层中的分布状态等对涂层的性能有重要影响，必须了解纳米碳酸钙在不同体系中的相互作用,研究这些相互作用，可以借助于一些现代结构分析方法， 如探针、电镜、红外等。了解纳米碳酸钙如何改变涂层的微观结构,将有助于纳米碳酸钙-复合涂料的配方设计。 除了纳米碳酸钙，重质碳酸钙在涂料中应用同样广泛，而且用量更大。若生产不同涂料，轻钙、重钙、纳米钙要怎么选？重钙在涂料中应用要如何改性？哪种重钙在涂料中能起到补强效果，又能否代替纳米钙使用？ 贵在分享，如有侵权请告知删除！
